ดาราจักรทางช้างเผือก
ทางช้างเผือกเป็นดาราจักรชนิดกังหันมีคานที่ระบบสุริยะของเราอาศัยอยู่ ซึ่งได้รับการศึกษาจากภายในเพื่อใช้เป็นต้นแบบในการทำความเข้าใจโครงสร้าง พลวัต และประชากรดาวฤกษ์ของดาราจักร
Definition
ทางช้างเผือกเป็นดาราจักรแม่ของดวงอาทิตย์ เป็นดาราจักรชนิดกังหันมีคานที่มีขนาดประมาณ 30 กิโลพาร์เซก ประกอบด้วยจานดาวฤกษ์บางและหนา คานและส่วนโป่งกลาง ฮาโลดาวฤกษ์ที่กระจายตัวของกระจุกดาวทรงกลมและดาวฤกษ์เก่า และฮาโลสสารมืดที่ขยายออกไป โดยมีหลุมดำมวลยวดยิ่งอยู่ที่ศูนย์กลางทางพลวัต
Scope
ขอบเขตนี้ครอบคลุมโครงสร้างขนาดใหญ่ของทางช้างเผือก รวมถึงจานดาราจักร ส่วนโป่ง คานดาราจักร ฮาโลดาวฤกษ์ และฮาโลสสารมืด; การหมุนของดาราจักรและหลักฐานทางพลวัตของมวลที่มองไม่เห็น; หลุมดำมวลยวดยิ่งและกิจกรรมที่ศูนย์กลางดาราจักร; และประวัติการก่อตัวที่บันทึกไว้ในประชากรดาวฤกษ์ที่แตกต่างกันและการวิวัฒนาการทางเคมีของแก๊สระหว่างดาวฤกษ์
Sub-topics
Core questions
- องค์ประกอบโครงสร้างหลักของทางช้างเผือกมีอะไรบ้าง และมีขนาดและมวลเท่าใด?
- ดาราจักรหมุนอย่างไร และเส้นโค้งการหมุนของมันเผยให้เห็นอะไรเกี่ยวกับสสารมืด?
- มีอะไรอยู่ที่ศูนย์กลางดาราจักร และหลุมดำมวลยวดยิ่งกลางได้รับการยืนยันได้อย่างไร?
- องค์ประกอบทางเคมีและอายุของดาวฤกษ์บ่งชี้การก่อตัวและวิวัฒนาการของดาราจักรได้อย่างไร?
Key theories
- การแยกส่วนจาน-ส่วนโป่ง-ฮาโล
- ทางช้างเผือกถูกจำลองเป็นผลรวมของจานบางและหนาที่รองรับการหมุน คานและส่วนโป่งที่รวมตัวอยู่ตรงกลาง และฮาโลดาวฤกษ์และสสารมืดที่รองรับความดัน ซึ่งแต่ละส่วนมีจลนศาสตร์และเคมีที่เป็นลักษณะเฉพาะ
- เส้นโค้งการหมุนแบบราบและสสารมืด
- ความเร็วการหมุนของดาราจักรยังคงที่โดยประมาณเลยจากจานที่มองเห็นได้ ซึ่งบ่งชี้ถึงฮาโลสสารมืดที่ขยายออกไปซึ่งแรงโน้มถ่วงครอบงำดาราจักรส่วนนอก
- การรวมตัวแบบลำดับชั้นและกระแสของดาวฤกษ์
- ฮาโลดาวฤกษ์และโครงสร้างย่อย เช่น กระแสไทดัล บันทึกการรวมตัวและการแตกตัวของดาราจักรบริวารขนาดเล็ก ซึ่งสนับสนุนภาพของทางช้างเผือกที่เติบโตโดยการรวมตัวกัน
Clinical relevance
เนื่องจากทางช้างเผือกเป็นดาราจักรเดียวที่สามารถวัดดาวแต่ละดวง แก๊ส และพลวัตได้อย่างละเอียด จึงทำหน้าที่เป็นเกณฑ์มาตรฐานในการตีความดาราจักรอื่นๆ ทั้งหมด; เส้นโค้งการหมุนของมันเป็นหลักฐานทางประวัติศาสตร์ที่สำคัญสำหรับสสารมืด และการสำรวจทางดาราศาสตร์ของมันเป็นรากฐานของมาตราส่วนระยะทางของจักรวาล
History
การศึกษาของ Shapley ในช่วงต้นศตวรรษที่ 20 เกี่ยวกับกระจุกดาวทรงกลมได้ย้ายตำแหน่งของดวงอาทิตย์จากศูนย์กลางไปยังขอบนอกของดาราจักร Oort และ Lindblad ได้สร้างการหมุนแบบดิฟเฟอเรนเชียลของจานดาราจักร และการสังเกตการณ์วิทยุในช่วงกลางศตวรรษของไฮโดรเจนที่เป็นกลางได้ทำแผนที่โครงสร้างกังหันที่ถูกบดบังด้วยฝุ่น การศึกษาการหมุนในช่วงปลายศตวรรษที่ 20 และล่าสุด การสำรวจทางดาราศาสตร์ทั่วท้องฟ้า ได้เปลี่ยนทางช้างเผือกให้เป็นระบบที่ถูกทำแผนที่อย่างแม่นยำ
Key figures
- Jan Oort
- Bertil Lindblad
- Harlow Shapley
- Vera Rubin
Related topics
Seminal works
- binney2008
- binney1998
- blandhawthorn2016
Frequently asked questions
- ดวงอาทิตย์ตั้งอยู่ที่ใดในทางช้างเผือก?
- ดวงอาทิตย์อยู่ในจานบาง ห่างจากศูนย์กลางดาราจักรประมาณ 8 กิโลพาร์เซก ระหว่างแขนกังหันหลักสองแขน ซึ่งอยู่ห่างจากทั้งบริเวณกลางที่หนาแน่นและฮาโลนอกที่กระจายตัว
- เราทราบได้อย่างไรว่าทางช้างเผือกเป็นดาราจักรชนิดกังหันมีคาน ทั้งที่เราอยู่ภายในมัน?
- นักดาราศาสตร์อนุมานรูปร่างของมันโดยอ้อมโดยการทำแผนที่การกระจายตัวและการเคลื่อนที่ของดาวฤกษ์และแก๊ส โดยใช้ตัวบ่งชี้ เช่น ไฮโดรเจนที่เป็นกลาง แสงดาวอินฟราเรดที่ทะลุผ่านฝุ่น และจลนศาสตร์ของดาวฤกษ์ใกล้ศูนย์กลางที่เผยให้เห็นคาน